Python中的元类,类,对象

Python的"类型-对象"体系实现的简洁而优雅,"元类"-"类"-"实例对象"自上而下,层次分明。 以下是关键的几个点:

1.一切(函数,类等)皆对象(object)

2.变量名只是对象的引用

3.object类是所有类(对象)的最终父类,但object不是任何类的子类,这是对1的解释

4.type既是object类的实例,也是object类的子类

5.object作为一个类对象,她的类也是type

6.object和type是鸡和蛋的关系

7.type很重要,在整个体系中,真正干活的就是type

8.元类就是类(一切皆对象)的类

9.1)type负责生成'类'(对象),是最终元类(调用:type(class_name, class_parents, attr_dict)),type类有__call__方法,所以她生成的对象(类)都是可调用的

9.2)type负责生成实例对象,是对象工厂(让人意外,但事实如此:某类C生成c_instance=C()的过程实质是type.__call__(C,...),9.1已经解释了,type的对象(C)是可调用的)

10.虽然一切皆对象,但对象生来不同

11.类型对象(包括元类,类)可以被子类化,可以继续被实例化

12.普通实例对象(自定义类型的实例，内建类型的实例)不可以被子类化,不可以被实例化

Python中对象到底是怎么生成的呢?看代码:

class MetaClass(type):
    def __new__(cls, cls_name, cls_parents, attr_dict):
        print "MetaClass.__new__: create class istance: ", cls_name
        return super(MetaClass, cls).__new__(cls, cls_name, cls_parents, attr_dict)

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        print "MetaClass.__init__: initialize: ", self
        super(MetaClass, self).__init__(*args, **kwargs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print "MetaClass.__call__: create instance: ", self
        return super(MetaClass, self).__call__(*args, **kwargs)

def cls_decorator(cls):
    print "cls_decorator: ", cls
    return cls

@cls_decorator
class MyClass(object):
    __metaclass__ = MetaClass
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print "MyClass.__new__, create instance of ", cls
        return super(MyClass, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)

    def __init__(self, x):
        print "MyClass.__init__, instance is ", self
        self.x = x

foo = MyClass(1)

以上代码执行后的输出:

MetaClass.__new__: create class istance:  MyClass
MetaClass.__init__: initialize:  <class '__main__.MyClass'>
cls_decorator:  <class '__main__.MyClass'>
MetaClass.__call__: create instance:  <class '__main__.MyClass'>
MyClass.__new__, create instance of  <class '__main__.MyClass'>
MyClass.__init__, instance is  <__main__.MyClass object at 0x7fbbd0303ed0>

解释如下:

1. Python首先看类声明,准备三个传递给元类的参数。这三个参数分别为类名(cls_name),父类元组(cls_parents)以及属性字典(attr_dict)

2. Python会检查__metaclass__属性,如果设置了此属性,它将调用metaclass,传递三个参数,并且返回一个类;如果没设此属性,它将去当前类的父类中寻找,如果父类也没有,就去当前类的module里找,如果也没有,直接使用type来充当元类生成类

3. 在这个例子中,MetaClass自身就是一个类,这就意味着生成MyClass这个类的过程和一般的生成对象的过程一致:MetaClass.__new__将首先被调用，输入四个参数，这将新建一个MetaClass类的实例。然后这个实例的MetaClass.__init__将被调用,调用结果是作为一个新的类对象返回。所以此时MyClass将被设置成这个类对象

4. 接下来Python将查看所有装饰了此类的装饰器。在这个例子中,只有一个装饰器。Python将调用这个装饰器,将从元类哪里得到的类传递给它作为参数。然后这个类将被装饰器返回的对象所替代

5. 装饰器返回的类类型与元类设置的相同

6. 当类被调用创建一个新的对象实例时,因为类的类型是MetaClass，因此Python将会调用元类的__call__方法。在这个例子中,MetaClass.__call__只是简单的调用了type.__call__,目的是创建一个传递给它的类的对象实例

7. 下一步type.__call__通过MyClass.__new__创建一个对象

8. 最后type.__call__通过MyClass.__new__返回的结果运行MyClass.__init__

9. 返回的对象已经准备完毕

以上就是Python创建一个实例对象的过程。

参考: http://www.cafepy.com/article/python_types_and_objects